截流式振动固井装置的制作方法

1.本发明涉及油气井工程技术领域，尤其涉及一种截流式振动固井装置。


背景技术：

2.固井是向油气井内下入套管，并向井眼和套管之间的环形空间注入水泥的施工作业，在钻井作业中一般至少要有两次固井，多至四到五次固井，由于水泥自身的密度问题及气泡等杂质的存在，在水泥凝固过程中往往会产生裂纹及空隙，易造成固井质量差，甚至不合格的问题，后期底层流体可能渗入水泥基体中，发生底层间窜槽，影响油气产量，因此，在固井过程中通过振动水泥浆提高固井质量是有效技术手段之一。
3.在目前使用的振动固井装置当中，利用钻井液提供动力，在涡轮转子上配上环形的偏心块以达到振动的目的，虽然结构可靠简单，但是可以达到的振动功能依然有限，并且对振动波不能够精准的进行复杂的控制，随着固井精确度要求的提高，目前的振动固井装置还存在着很大的局限性。


技术实现要素：

4.为此，本发明提供一种截流式振动固井装置，用以克服现有技术中振动固井装置振动波无法精准的进行复杂控制的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供一种截流式振动固井装置，包括，
6.振动单元，其包括外套管，所述外套管输入端设置有流体仓，用以承载流通水泥浆；所述外套管内部固定有导向座，所述导向座内部设有若干个斜通孔，用以调整所述振动单元内部水泥浆的流动方向；所述导向座一侧连接有偏重叶轮，所述偏重叶轮通过导向座中水泥浆的斜向冲击产生径向旋转振动；所述偏重叶轮另一侧通过第一摩擦轴承固定在翻板体一侧，所述第一摩擦轴承用以调节偏重叶轮转动的摩擦系数；所述翻板体内设置有导流槽，所述导流槽内部设置有三向转单向的通孔；所述翻板体通过第二摩擦轴承固定有翻板轮，所述翻板轮通过导流槽内单向通孔一侧的水泥浆冲击旋转产生脉冲振动，所述第二摩擦轴承用以调节翻板轮转动的摩擦系数；所述外套管输出端设置有导向锥，用以将水泥浆导流至所述振动单元外部；
7.检测单元，其包括，振动检测器，用以检测所述截流式振动固井装置的振动频率；第一压力检测器，其设置在所述流体仓内部，用以检测流体仓内部的实时压力；第二压力检测器，其设置在所述导向锥内部，用以检测导向锥内部的实时压力；
8.中控单元，其与所述第一摩擦轴承、所述第二摩擦轴承、所述振动检测器、所述第一压力检测器、所述第二压力检测器以及外部的水泥浆注入设备分别相连，所述中控单元通过内部设置的设定频率范围对所述振动单元的实时振动频率进行判定，并根据判定结果对第一摩擦轴承的初始摩擦系数进行调整，中控单元能够通过其内部设置的调节区间对第一摩擦轴承的摩擦系数进行判定，并根据判定结果调节第二摩擦轴承的摩擦系数进行补充，中控单元根据第二摩擦轴承的摩擦系数调节区间，通过调整所述水泥浆注入设备的注
入压力对振动单元的实时振动频率进行控制，将振动单元的实时振动频率调整到设定频率范围内。
9.进一步地，所述中控单元内设置有设定频率fd与设定频率差δfd，所述振动检测器检测所述振动单元的实时振动频率fs，并将结果传递至中控单元，中控根据实时振动频率fs与设定频率fd计算实时振动频率差δfs，中控单元将实时振动频率差δfs与设定频率差δfd进行对比，
10.当δfs≤δfd时，所述中控单元判定所述振动单元的实时振动频率在设定范围内，不对振动单元的振动状态进行调整；
11.当δfs＞δfd时，所述中控单元判定所述振动单元的实时振动频率不在设定范围内，中控单元将设定频率与实时振动频率进行对比，以判定振动单元的振动状态。
12.进一步地，所述中控单元内设有所述第一摩擦轴承的初始摩擦系数hac，在所述中控单元判定所述振动单元的实时振动频率不在设定范围内时，中控单元将实时振动频率fs与设定频率fd进行对比，
13.当fs＞fd时，所述中控单元判定所述振动单元的实时振动频率超出设定范围，中控单元将第一摩擦轴承的初始摩擦系数调整为hac’，hac’＝hac hac
×
[(fs-fd)/fs]；
[0014]
当fs＜fd时，所述中控单元判定所述振动单元的实时振动频率低于设定范围，中控单元将第一摩擦轴承的初始摩擦系数调整为hac’，hac’＝hac-hac
×
[(fd-fs)/fd]。
[0015]
进一步地，所述中控单元内设置有所述第一摩擦轴承的最大摩擦系数hax与最小摩擦系数han，当所述中控单元将所述第一摩擦轴承的初始摩擦系数调整为hac’时，中控单元将初始摩擦系数hac’与最大摩擦系数hax、最小摩擦系数han进行对比，
[0016]
当hac’＞hax时，所述中控单元判定调整后的摩擦系数超出最大摩擦系数，中控单元将通过对所述第二摩擦轴承的初始摩擦系数进行调整，以对所述振动单元的实时振动频率进行控制；
[0017]
当han≤hac’≤hax时，所述中控单元判定调整后的摩擦系数在可调节范围内，所述振动检测器将对调整后的所述振动单元的实时振动频率进行检测，以判定振动单元的实时振动频率是否在设定范围内；
[0018]
当hac’＜han时，所述中控单元判定调整后的摩擦系数低于最小摩擦系数，中控单元将通过对所述第二摩擦轴承的初始摩擦系数进行调整，以对所述振动单元的实时振动频率进行控制。
[0019]
进一步地，当所述中控单元判定调整后的摩擦系数在可调节范围内时，所述振动检测器检测所述振动单元调整后的实时振动频率fs’，中控单元并根据调整后的实时振动频率fs’与设定频率fd计算调整后的实时振动频率差δfs’，中控单元将调整后的实时振动频率差δfs’与设定频率差δfd进行对比，
[0020]
当δfs’≤δfd时，所述中控单元判定调整后的实时振动频率在设定范围内，完成调节；
[0021]
当δfs’＞δfd时，所述中控单元判定调整后的实时振动频率不在设定范围内，中控单元将重复上述根据设定频率与实时振动频率进行对比，对第一摩擦轴承的初始摩擦系数进行调节判定的操作，直至δfs’≤δfd时，完成调节。
[0022]
进一步地，所述中控单元内设有所述第二摩擦轴承的初始摩擦系数hbc，当所述中
控单元判定调整后的摩擦系数超出最大摩擦系数或低于最小摩擦系数时，中控单元将对第二摩擦轴承的初始摩擦系数hbc进行调整，其中，
[0023]
当hac’＞hax时，所述中控单元将第一摩擦轴承的初始摩擦系数调整为hac”，hac”＝hax，中控单元将第二摩擦轴承的初始摩擦系数调整为hbc’，hbc’＝hbc
×
(hac’/hax)，中控单元重复上述对调整后的实时振动频率进行判定与对第一摩擦轴承的初始摩擦系数进行调节的操作，对第二摩擦轴承的初始摩擦系数进行调节，直至使检测到所述振动单元的实时振动频率到达设定范围内，完成调节；
[0024]
当hac’＜han时，所述中控单元将第一摩擦轴承的初始摩擦系数调整为hac”，hac”＝han，中控单元将第二摩擦轴承的初始摩擦系数调整为hbc’，hbc’＝hbc
×
(hac’/han)，中控单元重复上述根据调整后的实时振动频率进行判定与对第一摩擦轴承的初始摩擦系数进行调节的操作，对第二摩擦轴承的初始摩擦系数进行调节，直至使检测到所述振动单元的实时振动频率到达设定范围内，完成调节。
[0025]
进一步地，所述中控单元内设置有所述第二摩擦轴承的最大摩擦系数hbx与最小摩擦系数hbn，当所述中控单元将所述第二摩擦轴承的初始摩擦系数调整为hbc’时，中控单元将初始摩擦系数hbc’与最大摩擦系数hbx、最小摩擦系数hbn进行对比，
[0026]
当hbc’＞hbx时，所述中控单元判定所述第一摩擦轴承的初始摩擦系数达到最大值且所述第二摩擦轴承调整后的初始摩擦系数超过最大摩擦系数，中控单元将调节所述水泥浆注入设备的注入压力，以对所述振动单元的实时振动频率进行调节；
[0027]
当hbn≤hbc’≤hbx时，所述中控单元判定第二摩擦轴承调整后的初始摩擦系数在可调节范围内，所述中控单元不对所述水泥浆注入设备的注入压力进行调节；
[0028]
当hbc’＜hbn时，所述中控单元判定所述第一摩擦轴承的初始摩擦系数低于最小值且所述第二摩擦轴承调整后的初始摩擦系数低于最小摩擦系数，中控单元将调节所述水泥浆注入设备的注入压力，以对所述振动单元的实时振动频率进行调节。
[0029]
进一步地，所述中控单元获取所述水泥浆注入设备的注入压力pv，当所述中控单元判定hbc’＜hbn时，中控单元将所述第二摩擦轴承的摩擦系数调整为hbc”,hbc”＝hbn,所述振动检测器检测所述振动单元的实时振动频率fs”，中控单元将水泥浆注入设备的注入压力调整为pv’，pv’＝pv pv
×
[(fd-fs”)/fd]，中控单元并重复上述根据设定频率范围对振动单元的实时振动频率判定操作，对水泥浆注入设备的注入压力进行调整，直至使振动单元调节后的实时振动频率到达设定频率范围时，完成调节。
[0030]
进一步地，所述中控单元内设置有第一标准压力差pb1与第二标准压力差pb2，其中，pb1＜pb2，当所述中控单元判定hbc’＞hbx时，所述第一压力检测器检测所述流体仓内部的实时压力pr，所述第二压力检测器检测所述导向锥内部的实时压力pc，中控单元根据流体仓内部的实时压力pr与导向锥内部的实时压力pc计算所述振动单元内的实时压力差ps，ps＝|pr-pc|，中控单元将实时压力差ps与第一标准压力差pb1、第二标准压力差pb2进行对比，
[0031]
当ps＜pb1时，所述中控单元判定所述振动单元内的实时压力差低于第一标准压力差，中控单元将所述第二摩擦轴承的摩擦系数调整为hbc”,hbc”＝hbx,并根据检测到的振动单元的实时振动频率对所述水泥浆注入设备的注入压力进行调整；
[0032]
当pb1≤ps≤pb2时，所述中控单元判定所述振动单元内的实时压力在第一标准压
力差与第二标准压力差之间，中控单元将所述第二摩擦轴承的摩擦系数调整为hbc”,hbc”＝hbc,并根据检测到的振动单元的实时振动频率对所述水泥浆注入设备的注入压力进行调整；
[0033]
当ps＞pb2时，所述中控单元判定所述振动单元内的实时压力差高于第二标准压力差，中控单元将所述第一摩擦轴承的摩擦系数调整为hac1，hac1＝hac，中控单元将所述第二摩擦轴承的摩擦系数调整为hbc”,hbc”＝hbc,并根据检测到的振动单元的实时振动频率对所述水泥浆注入设备的注入压力进行调整。
[0034]
进一步地，所述中控单元获取所述水泥浆注入设备的注入压力pv，中控单元根据实时压力差与第一标准压力差、第二标准压力差的对比结果，对所述第一摩擦轴承与所述第二摩擦轴承的摩擦系数进行调整，当中控单元完成对摩擦系数的调整后，所述振动检测器检测所述振动单元的实时振动频率fs”，中控单元将水泥浆注入设备的注入压力调整为pv’，pv’＝pv-pv
×
[(fs
”‑
fd)/fs”]，中控单元并重复上述根据设定频率范围对振动单元的实时振动频率判定操作，对水泥浆注入设备的注入压力进行调整，直至使振动单元调节后的实时振动频率到达设定频率范围时，完成调节。
[0035]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过在振动单元内设置带有斜向通孔的导向座，对水泥浆的流向与冲击方向进行控制，通过设置偏重叶轮提供径向旋转振动，通过振动消除水泥浆中的气泡，缩短水泥浆的凝固时间，同时又通过设置翻板轮提供旋转脉冲振动，使振动单元实现复合均匀的振动，保障了振动单元的振动周期的稳定性，通过设置中控单元根据实时振动频率对第一摩擦轴承与第二摩擦轴承的摩擦系数进行调节，并根据实时振动频率对外部的水泥浆注入设备的注入压力进行调节，实现了在振动固井中对振动波精准的进行复杂控制，提高固井质量。
[0036]
进一步地，通过在中控单元内设置设定频率与设定频率差对振动单元的实时振动频率进行判定，能够将振动单元的实时振动频率在设定范围内判定为标准状态，减少了不必要的调节过程，提高了判定效率，同时对振动单元的实时振动频率，也能够保障截流式振动固井装置的振动频率调节效果，提高对实时振动频率的控制精度。
[0037]
进一步地，在中控单元判定振动单元的实时振动频率不在设定范围内时，中控单元对比实时振动频率与设定频率，当实时振动频率高于设定频率时，通过增大第一摩擦轴承的摩擦系数以减少偏重叶轮的转动，从而达到减少振动频率的效果，同样在实时振动频率低于设定频率时，通过减小第一摩擦轴承的摩擦系数以增加偏重叶轮的转动，从而达到增加振动频率的效果，实现对截流式振动固井装置振动频率的控制，提高固井质量。
[0038]
尤其，在对第一摩擦轴承的摩擦系数进行调整时，将设置第一摩擦轴承摩擦系数的可调节区间，通过设置最大摩擦系数与最小摩擦系数对比第一摩擦轴承摩擦系数的调节值，判定摩擦系数是否能够实现，在第一摩擦轴承的摩擦系数在可调节区间内时，通过单独的调节摩擦系数到达对振动频率的控制，提高了调节效率，在摩擦系数不在可调节区间内时，通过调节第二摩擦轴承的摩擦系数进行补充，以对振动频率进行调整，进一步达到对固井装置的振动频率的精准控制。
[0039]
进一步地，在判定调整后的摩擦系数在可调节范围内时，通过振动检测器获取实时的振动频率，并对实时的振动频率进行判定，通过对第一摩擦轴承的摩擦系数重复调节，使振动单元的实时振动频率达到设定范围内，通过精准的控制实时振动频率提高水泥浆的
强度，并且提升水泥浆的顶替效率，加快固井过程，提高固井的安全性。
[0040]
尤其，在中控单元判定调整后的摩擦系数超出最大摩擦系数或低于最小摩擦系数时，中控单元将对第二摩擦轴承的摩擦系数进行调整，以对翻板轮的旋转速度进行控制，降低翻板轮的振动频率，由于偏重叶轮与翻板轮同时产生振动时，会形成复合振动，而复合振动的频率是偏重叶轮与翻板轮振动的倍数关系，因此同样采用倍数关系对第二摩擦轴承的摩擦系数进行调整，使对实时振动频率的控制更加精准。
[0041]
进一步地，在对第二摩擦轴承的摩擦系数进行调整时，也设定第二摩擦轴承的可调节区间，当摩擦系数的调节值满足可调节区间时，将对第二摩擦轴承的摩擦系数重复调节，使振动单元的实时振动频率达到设定范围内，当摩擦系数的调节值超出可调节区间时，中控单元将调节水泥浆注入设备的注入压力，使水泥浆对偏重叶轮与翻板轮的冲击进行改变，达到对振动频率的控制，提高固井质量。
[0042]
尤其，当中控单元判定第一摩擦轴承的摩擦系数低于最小值且第二摩擦轴承调整后的摩擦系数也低于最小摩擦系数时，表示两轴承的摩擦系数在较低时，振动频率仍低于设定频率，此时将两轴承的摩擦系数降至最低，以减小偏重叶轮与翻板轮转动时的能力损耗，同时通过提高水泥浆注入设备的注入压力，增大偏重叶轮与翻板轮的冲击力，提高偏重叶轮与翻板轮的转速，从而对实时的振动频率进行控制，提高固井质量。
[0043]
尤其，当中控单元判定第一摩擦轴承的摩擦系数达到最大值且第二摩擦轴承调整后的摩擦系数超过最大摩擦系数时，表示两摩擦轴承消耗的能量较大，通过对流体仓内部的实时压力与导向锥内部的实时压力之间的压力差值进行计算对比，确定偏重叶轮与翻板轮之间的压力消耗，当压力差值较低时，表示对偏重叶轮与翻板轮之间的压力消耗较低，将保持两摩擦轴承调节的摩擦系数，对于相差的振动频率利用水泥浆注入设备的注入压力调整进行补偿，当压力差值较大时，表示由于水泥浆流动性、粘度、温度以及振动单元内部件的影响，偏重叶轮与翻板轮之间的压力消耗较高，将不对两摩擦轴承的摩擦系数进行调节，同样通过利用水泥浆注入设备的注入压力调整进行补偿，保障了水泥浆的流通效率，在保障质量的前提下提高固井效率。
[0044]
进一步地，在第二摩擦轴承的摩擦系数可调节范围内不能满足设定频率时，通过将摩擦轴承的摩擦系数调整为对应状态，完成一次实时振动频率的检测，并通过振动频率检测结果与设定频率结合，对水泥浆注入设备的注入压力进行调整，并通过重复判定调节，使振动单元的实时振动频率达到设定频率范围内，实现在振动固井中对振动波精准的进行复杂控制，提高固井质量。
附图说明
[0045]
图1为本实施例所述截流式振动固井装置的平面结构示意图。
[0046]
图2为本实施例所述截流式振动固井装置的振动单元的三维结构示意图。
具体实施方式
[0047]
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0048]
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这
些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
[0049]
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0050]
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0051]
请参阅图1所示，其为本实施例所述截流式振动固井装置的平面结构示意图，包括，外套管1、导向座2、偏重叶轮3、翻板体4、导流槽5、翻板轮6、导向锥7、第一摩擦轴承8、第二摩擦轴承9、振动检测器10、第一压力检测器11、第二压力检测器12、流体仓13、中控单元(图中未画出)；
[0052]
请继续参阅图2所示，其为本实施例所述截流式振动固井装置的振动单元的三维结构示意图，其中，
[0053]
振动单元，其包括外套管1，所述外套管1输入端设置有流体仓13，用以承载流通水泥浆；所述外套管1内部固定有导向座2，所述导向座2内部设有六个斜通孔，用以调整所述振动单元内部水泥浆的流动方向；所述导向座2一侧连接有偏重叶轮3，所述偏重叶轮3通过导向座2中水泥浆的斜向冲击产生径向旋转振动；所述偏重叶轮3另一侧通过第一摩擦轴承8固定在翻板体4一侧，所述第一摩擦轴承8用以调节偏重叶轮3转动的摩擦系数；所述翻板体4内设置有导流槽5，所述导流槽5内部设置有三向转单向的通孔；所述翻板体4通过第二摩擦轴承9固定有翻板轮6，所述翻板轮6通过导流槽5内单向通孔一侧的水泥浆冲击旋转产生脉冲振动，所述第二摩擦轴承9用以调节翻板轮6转动的摩擦系数；所述外套管1输出端设置有导向锥7，用以将水泥浆导流至所述振动单元外部；
[0054]
检测单元，其包括，振动检测器10，用以检测所述截流式振动固井装置的振动频率；第一压力检测器11，其设置在所述流体仓13内部，用以检测流体仓13内部的实时压力；第二压力检测器12，其设置在所述导向锥7内部，用以检测导向锥7内部的实时压力；
[0055]
中控单元，其与所述第一摩擦轴承8、所述第二摩擦轴承9、所述振动检测器10、所述第一压力检测器11、所述第二压力检测器12以及外部的水泥浆注入设备分别相连，所述中控单元通过内部设置的设定频率范围对所述振动单元的实时振动频率进行判定，并根据判定结果对第一摩擦轴承8的初始摩擦系数进行调整，中控单元能够通过其内部设置的调节区间对第一摩擦轴承8的摩擦系数进行判定，并根据判定结果调节第二摩擦轴承9的摩擦系数进行补充，中控单元根据第二摩擦轴承9的摩擦系数调节区间，通过调整所述水泥浆注入设备的注入压力对振动单元的实时振动频率进行控制，将振动单元的实时振动频率调整到设定频率范围内。
[0056]
通过在振动单元内设置带有斜向通孔的导向座2，对水泥浆的流向与冲击方向进行控制，通过设置偏重叶轮3提供径向旋转振动，通过振动消除水泥浆中的气泡，缩短水泥浆的凝固时间，同时又通过设置翻板轮6提供旋转脉冲振动，使振动单元实现复合均匀的振
动，保障了振动单元的振动周期的稳定性，通过设置中控单元根据实时振动频率对第一摩擦轴承8与第二摩擦轴承9的摩擦系数进行调节，并根据实时振动频率对外部的水泥浆注入设备的注入压力进行调节，实现了在振动固井中对振动波精准的进行复杂控制，提高固井质量。
[0057]
具体而言，所述中控单元内设置有设定频率fd与设定频率差δfd，所述振动检测器10检测所述振动单元的实时振动频率fs，并将结果传递至中控单元，中控根据实时振动频率fs与设定频率fd计算实时振动频率差δfs，中控单元将实时振动频率差δfs与设定频率差δfd进行对比，
[0058]
当δfs≤δfd时，所述中控单元判定所述振动单元的实时振动频率在设定范围内，不对振动单元的振动状态进行调整；
[0059]
当δfs＞δfd时，所述中控单元判定所述振动单元的实时振动频率不在设定范围内，中控单元将设定频率与实时振动频率进行对比，以判定振动单元的振动状态。
[0060]
通过在中控单元内设置设定频率与设定频率差对振动单元的实时振动频率进行判定，能够将振动单元的实时振动频率在设定范围内判定为标准状态，减少了不必要的调节过程，提高了判定效率，同时对振动单元的实时振动频率，也能够保障截流式振动固井装置的振动频率调节效果，提高对实时振动频率的控制精度。
[0061]
具体而言，所述中控单元内设有所述第一摩擦轴承8的初始摩擦系数hac，在所述中控单元判定所述振动单元的实时振动频率不在设定范围内时，中控单元将实时振动频率fs与设定频率fd进行对比，
[0062]
当fs＞fd时，所述中控单元判定所述振动单元的实时振动频率超出设定范围，中控单元将第一摩擦轴承8的初始摩擦系数调整为hac’，hac’＝hac hac
×
[(fs-fd)/fs]；
[0063]
当fs＜fd时，所述中控单元判定所述振动单元的实时振动频率低于设定范围，中控单元将第一摩擦轴承8的初始摩擦系数调整为hac’，hac’＝hac-hac
×
[(fd-fs)/fd]。
[0064]
在中控单元判定振动单元的实时振动频率不在设定范围内时，中控单元对比实时振动频率与设定频率，当实时振动频率高于设定频率时，通过增大第一摩擦轴承8的摩擦系数以减少偏重叶轮3的转动，从而达到减少振动频率的效果，同样在实时振动频率低于设定频率时，通过减小第一摩擦轴承8的摩擦系数以增加偏重叶轮3的转动，从而达到增加振动频率的效果，实现对截流式振动固井装置振动频率的控制，提高固井质量。
[0065]
具体而言，所述中控单元内设置有所述第一摩擦轴承8的最大摩擦系数hax与最小摩擦系数han，当所述中控单元将所述第一摩擦轴承8的初始摩擦系数调整为hac’时，中控单元将初始摩擦系数hac’与最大摩擦系数hax、最小摩擦系数han进行对比，
[0066]
当hac’＞hax时，所述中控单元判定调整后的摩擦系数超出最大摩擦系数，中控单元将通过对所述第二摩擦轴承9的初始摩擦系数进行调整，以对所述振动单元的实时振动频率进行控制；
[0067]
当han≤hac’≤hax时，所述中控单元判定调整后的摩擦系数在可调节范围内，所述振动检测器10将对调整后的所述振动单元的实时振动频率进行检测，以判定振动单元的实时振动频率是否在设定范围内；
[0068]
当hac’＜han时，所述中控单元判定调整后的摩擦系数低于最小摩擦系数，中控单元将通过对所述第二摩擦轴承9的初始摩擦系数进行调整，以对所述振动单元的实时振动
频率进行控制。
[0069]
在对第一摩擦轴承8的摩擦系数进行调整时，将设置第一摩擦轴承8摩擦系数的可调节区间，通过设置最大摩擦系数与最小摩擦系数对比第一摩擦轴承8摩擦系数的调节值，判定摩擦系数是否能够实现，在第一摩擦轴承8的摩擦系数在可调节区间内时，通过单独的调节摩擦系数到达对振动频率的控制，提高了调节效率，在摩擦系数不在可调节区间内时，通过调节第二摩擦轴承9的摩擦系数进行补充，以对振动频率进行调整，进一步达到对固井装置的振动频率的精准控制。
[0070]
具体而言，当所述中控单元判定调整后的摩擦系数在可调节范围内时，所述振动检测器10检测所述振动单元调整后的实时振动频率fs’，中控单元并根据调整后的实时振动频率fs’与设定频率fd计算调整后的实时振动频率差δfs’，中控单元将调整后的实时振动频率差δfs’与设定频率差δfd进行对比，
[0071]
当δfs’≤δfd时，所述中控单元判定调整后的实时振动频率在设定范围内，完成调节；
[0072]
当δfs’＞δfd时，所述中控单元判定调整后的实时振动频率不在设定范围内，中控单元将重复上述根据设定频率与实时振动频率进行对比，对第一摩擦轴承8的初始摩擦系数进行调节判定的操作，直至δfs’≤δfd时，完成调节。
[0073]
在判定调整后的摩擦系数在可调节范围内时，通过振动检测器10获取实时的振动频率，并对实时的振动频率进行判定，通过对第一摩擦轴承8的摩擦系数重复调节，使振动单元的实时振动频率达到设定范围内，通过精准的控制实时振动频率提高水泥浆的强度，并且提升水泥浆的顶替效率，加快固井过程，提高固井的安全性。
[0074]
具体而言，所述中控单元内设有所述第二摩擦轴承9的初始摩擦系数hbc，当所述中控单元判定调整后的摩擦系数超出最大摩擦系数或低于最小摩擦系数时，中控单元将对第二摩擦轴承9的初始摩擦系数hbc进行调整，其中，
[0075]
当hac’＞hax时，所述中控单元将第一摩擦轴承8的初始摩擦系数调整为hac”，hac”＝hax，中控单元将第二摩擦轴承9的初始摩擦系数调整为hbc’，hbc’＝hbc
×
(hac’/hax)，中控单元重复上述对调整后的实时振动频率进行判定与对第一摩擦轴承8的初始摩擦系数进行调节的操作，对第二摩擦轴承9的初始摩擦系数进行调节，直至使检测到所述振动单元的实时振动频率到达设定范围内，完成调节；
[0076]
当hac’＜han时，所述中控单元将第一摩擦轴承8的初始摩擦系数调整为hac”，hac”＝han，中控单元将第二摩擦轴承9的初始摩擦系数调整为hbc’，hbc’＝hbc
×
(hac’/han)，中控单元重复上述根据调整后的实时振动频率进行判定与对第一摩擦轴承8的初始摩擦系数进行调节的操作，对第二摩擦轴承9的初始摩擦系数进行调节，直至使检测到所述振动单元的实时振动频率到达设定范围内，完成调节。
[0077]
在中控单元判定调整后的摩擦系数超出最大摩擦系数或低于最小摩擦系数时，中控单元将对第二摩擦轴承9的摩擦系数进行调整，以对翻板轮6的旋转速度进行控制，降低翻板轮6的振动频率，由于偏重叶轮3与翻板轮6同时产生振动时，会形成复合振动，而复合振动的频率是偏重叶轮3与翻板轮6振动的倍数关系，因此同样采用倍数关系对第二摩擦轴承9的摩擦系数进行调整，使对实时振动频率的控制更加精准。
[0078]
具体而言，所述中控单元内设置有所述第二摩擦轴承9的最大摩擦系数hbx与最小
摩擦系数hbn，当所述中控单元将所述第二摩擦轴承9的初始摩擦系数调整为hbc’时，中控单元将初始摩擦系数hbc’与最大摩擦系数hbx、最小摩擦系数hbn进行对比，
[0079]
当hbc’＞hbx时，所述中控单元判定所述第一摩擦轴承8的初始摩擦系数达到最大值且所述第二摩擦轴承9调整后的初始摩擦系数超过最大摩擦系数，中控单元将调节所述水泥浆注入设备的注入压力，以对所述振动单元的实时振动频率进行调节；
[0080]
当hbn≤hbc’≤hbx时，所述中控单元判定第二摩擦轴承9调整后的初始摩擦系数在可调节范围内，所述中控单元不对所述水泥浆注入设备的注入压力进行调节；
[0081]
当hbc’＜hbn时，所述中控单元判定所述第一摩擦轴承8的初始摩擦系数低于最小值且所述第二摩擦轴承9调整后的初始摩擦系数低于最小摩擦系数，中控单元将调节所述水泥浆注入设备的注入压力，以对所述振动单元的实时振动频率进行调节。
[0082]
在对第二摩擦轴承9的摩擦系数进行调整时，也设定第二摩擦轴承9的可调节区间，当摩擦系数的调节值满足可调节区间时，将对第二摩擦轴承9的摩擦系数重复调节，使振动单元的实时振动频率达到设定范围内，当摩擦系数的调节值超出可调节区间时，中控单元将调节水泥浆注入设备的注入压力，使水泥浆对偏重叶轮3与翻板轮6的冲击进行改变，达到对振动频率的控制，提高固井质量。
[0083]
具体而言，所述中控单元获取所述水泥浆注入设备的注入压力pv，当所述中控单元判定hbc’＜hbn时，中控单元将所述第二摩擦轴承9的摩擦系数调整为hbc”,hbc”＝hbn,所述振动检测器10检测所述振动单元的实时振动频率fs”，中控单元将水泥浆注入设备的注入压力调整为pv’，pv’＝pv pv
×
[(fd-fs”)/fd]，中控单元并重复上述根据设定频率范围对振动单元的实时振动频率判定操作，对水泥浆注入设备的注入压力进行调整，直至使振动单元调节后的实时振动频率到达设定频率范围时，完成调节。
[0084]
当中控单元判定第一摩擦轴承8的摩擦系数低于最小值且第二摩擦轴承9调整后的摩擦系数也低于最小摩擦系数时，表示两轴承的摩擦系数在较低时，振动频率仍低于设定频率，此时将两轴承的摩擦系数降至最低，以减小偏重叶轮3与翻板轮6转动时的能力损耗，同时通过提高水泥浆注入设备的注入压力，增大偏重叶轮3与翻板轮6的冲击力，提高偏重叶轮3与翻板轮6的转速，从而对实时的振动频率进行控制，提高固井质量。
[0085]
具体而言，所述中控单元内设置有第一标准压力差pb1与第二标准压力差pb2，其中，pb1＜pb2，当所述中控单元判定hbc’＞hbx时，所述第一压力检测器11检测所述流体仓13内部的实时压力pr，所述第二压力检测器12检测所述导向锥7内部的实时压力pc，中控单元根据流体仓13内部的实时压力pr与导向锥7内部的实时压力pc计算所述振动单元内的实时压力差ps，ps＝|pr-pc|，中控单元将实时压力差ps与第一标准压力差pb1、第二标准压力差pb2进行对比，
[0086]
当ps＜pb1时，所述中控单元判定所述振动单元内的实时压力差低于第一标准压力差，中控单元将所述第二摩擦轴承9的摩擦系数调整为hbc”,hbc”＝hbx,并根据检测到的振动单元的实时振动频率对所述水泥浆注入设备的注入压力进行调整；
[0087]
当pb1≤ps≤pb2时，所述中控单元判定所述振动单元内的实时压力在第一标准压力差与第二标准压力差之间，中控单元将所述第二摩擦轴承9的摩擦系数调整为hbc”,hbc”＝hbc,并根据检测到的振动单元的实时振动频率对所述水泥浆注入设备的注入压力进行调整；
[0088]
当ps＞pb2时，所述中控单元判定所述振动单元内的实时压力差高于第二标准压力差，中控单元将所述第一摩擦轴承8的摩擦系数调整为hac1，hac1＝hac，中控单元将所述第二摩擦轴承9的摩擦系数调整为hbc”,hbc”＝hbc,并根据检测到的振动单元的实时振动频率对所述水泥浆注入设备的注入压力进行调整。
[0089]
当中控单元判定第一摩擦轴承8的摩擦系数达到最大值且第二摩擦轴承9调整后的摩擦系数超过最大摩擦系数时，表示两摩擦轴承消耗的能量较大，通过对流体仓13内部的实时压力与导向锥7内部的实时压力之间的压力差值进行计算对比，确定偏重叶轮3与翻板轮6之间的压力消耗，当压力差值较低时，表示对偏重叶轮3与翻板轮6之间的压力消耗较低，将保持两摩擦轴承调节的摩擦系数，对于相差的振动频率利用水泥浆注入设备的注入压力调整进行补偿，当压力差值较大时，表示由于水泥浆流动性、粘度、温度以及振动单元内部件的影响，偏重叶轮3与翻板轮6之间的压力消耗较高，将不对两摩擦轴承的摩擦系数进行调节，同样通过利用水泥浆注入设备的注入压力调整进行补偿，保障了水泥浆的流通效率，在保障质量的前提下提高固井效率。
[0090]
具体而言，所述中控单元获取所述水泥浆注入设备的注入压力pv，中控单元根据实时压力差与第一标准压力差、第二标准压力差的对比结果，对所述第一摩擦轴承8与所述第二摩擦轴承9的摩擦系数进行调整，当中控单元完成对摩擦系数的调整后，所述振动检测器10检测所述振动单元的实时振动频率fs”，中控单元将水泥浆注入设备的注入压力调整为pv’，pv’＝pv-pv
×
[(fs
”‑
fd)/fs”]，中控单元并重复上述根据设定频率范围对振动单元的实时振动频率判定操作，对水泥浆注入设备的注入压力进行调整，直至使振动单元调节后的实时振动频率到达设定频率范围时，完成调节。
[0091]
在第二摩擦轴承9的摩擦系数可调节范围内不能满足设定频率时，通过将摩擦轴承的摩擦系数调整为对应状态，完成一次实时振动频率的检测，并通过振动频率检测结果与设定频率结合，对水泥浆注入设备的注入压力进行调整，并通过重复判定调节，使振动单元的实时振动频率达到设定频率范围内，实现在振动固井中对振动波精准的进行复杂控制，提高固井质量。
[0092]
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
[0093]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。